Нина Сазонова родилась в селе Константиново Александровского уезда Владимирской губернии (ныне — Сергиево-Посадский район, Московская область) в семье Афанасия Михайловича и Матрёны Семёновны Сазоновых. Семья была многодетной: Серафима, Татьяна, Николай, Борис и Нина, самая младшая. Отец играл на гитаре, мать — на скрипке, братья — на баяне. В их доме часто устраивались представления-концерты.
В 1920-е годы семья переехала в Кимры, где Нина училась в начальной и средней школе. Уже тогда проявились ее актерские способности, поддержанные учительницей Анной Михайловной Курятниковой. Свободное от учебы время Нина проводила в драмкружке «Красный обувщик», где ее таланты заметил руководитель Д. П. Быченков.
В 1934 году, несмотря на возражения матери, Нина отправилась в Москву после приглашения присоединиться к студии Центрального театра Красной Армии. Ее талант и преданность театральному искусству привлекли внимание наставника, А. Д. Попова.
Дебют Нины Сазоновой состоялся в 1938 году в спектакле «Учитель». После этого она сыграла множество ролей в Центральном театре Советской Армии, а также снялась в ряде запоминающихся фильмов, таких как «Женщины», «Повесть пламенных лет», «Простая история», «Живёт такой парень», «День за днём» (телесериал), «Зигзаг удачи«.
После роли тёти Паши в фильме «День за днём» Нина Сазонова стала неотъемлемой частью многих семей, получая письма, адресованные «Москва, тёте Паше». Ее преданность и душевное исполнение ролей завоевали любовь зрителей.
Нина Сазонова ушла из жизни 1 марта 2004 года от острой сердечной недостаточности. Её похороны прошли на Ваганьковском кладбище. Память о талантливой актрисе и любимой артистке сохраняется в сердцах поклонников.
